撰文 | 張書銘；編輯 | 郭郭

→這是《環球零碳》的第200篇原創

摘要：電力部門占中國總二氧化碳排放總量超40%，是中國實現碳中和的核心組成。加快電力行業的去碳化進程則需要一個協調良好的政策組合。近日，清華大學攜手國際能源署在碳排放交易系統（ETS）以及能源和氣候政策之間的協同作用方面發表聯合報告。報告顯示，為了用最小的成本實現電力部門碳中和的目標，需要可再生能源配額制的協同作用與碳市場拍賣機制的引入。

在我國每年100多億噸二氧化碳排放總量中，電力行業碳排放量占全國碳排放總量的40%以上，是最大的碳排放部門。所以電力部門是中國實現2030碳達峰和2060碳中和目標的核心組成。

去年7月，全國碳排放交易市場正式上線，發電行業成為首個納入全國碳市場的行業，納入重點排放企業2162家，覆蓋46億噸二氧化碳排放量。

而相較于歐洲成熟的碳排放交易系統（ETS），中國的全國碳排放交易市場起步較晚，覆蓋范圍還在不斷擴大之中，政策也在不斷完善。

中國的碳排放交易系統目前采用的是基于強度的自由分配設計。這意味著根據燃煤電廠和燃氣電廠的實際生產水平（如發電量）和預先確定的排放強度基準（如g CO2/kWh），將配額免費分配給覆蓋實體，只覆蓋燃煤和燃氣電廠。這與歐盟ETS系統不同，后者對所涵蓋的排放設定了一個預先確定的絕對上限。

5月25日，清華大學攜手國際能源署（IEA）發表了《加強中國碳市場助力碳中和——聚焦電力部門》報告，分析了2020年至2035年電力行業，在多種政策模擬情景下，不同ETS政策設計對于助力電力部門碳減排的影響是不同的。

根據報告的各種情景假設，帶有上限額度和拍賣交易的ETS系統，可以在不增加成本的情況下將二氧化碳減排量提高一倍。

該報告的相關結論，對我們下一步碳交易市場的政策設計非常具有意義，對電力行業的脫碳計劃也提供了有益的參考。

01 四個政策模型

考慮到中國正在進行的電力市場改革，該報告所有模型方案都假定從2025年開始進行經濟調度。

同時假設可再生能源配額制（RPS）包括非水電可再生能源的比例目標，在2030年增加到25.9%，2035年增加到36.0%。

實施可再生能源配額制RPS政策好處是可以推動可變可再生能源（VRE）的大量新容量的增加，如風能和太陽能光伏。基于強度的排放交易計劃，包括煤炭和天然氣的基準逐漸收緊（RPS-ETS方案），推動了煤炭燃機效率的提高，包括通過激勵改造和煤炭發電向最高效的工廠轉移。它還支持限制新增加的未消減的煤炭，以支持碳捕獲、利用和儲存（CCUS）技術的部署。

第一個模型RPS-ETS是目前的政策情景，具有相同的RPS政策假設，以及目前實施的基于強度的ETS的自由分配。該方案假設隨著時間的推移適度收緊配額分配基準。

第二個模型ETS+基準(BM)方案，保持基于強度的自由分配，但大幅收緊基準。簡單來說，也就是如果面臨著減碳進度落后就要部署大量昂貴的CCUS來完成減碳KPI。

第三個模型ETS+拍賣方案（Auction），保持基于強度的分配，適度收緊基準，并引入部分配額拍賣。拍賣會導致煤電和氣電基準的免費分配減少，也就提高了被覆蓋的化石類發電資源的有效二氧化碳成本，所以必然會帶來更多的可再生能源的部署。

第四個模型ETS+上限（Cap）方案，通過從基于強度的ETS過渡到上限和交易系統，大幅改變ETS設計。可以理解為大刀闊斧向歐盟ETS體系的轉變，激勵發電商通過最低成本的減排方案來減少二氧化碳排放。

02 ETS基準推動供能選擇的轉變

RPS-ETS模型是在基于強度的排放交易計劃中，通過煤電和氣電基準完全自由分配，排放交易計劃通過提高煤電機組的效率和鼓勵2030年以后煤電采用CCUS來實現大部分減排。隨著基準嚴格程度的提高，與2035年的RPS-ETS情景相比，ETS+基準(BM)的CCUS相關減排量增加了三倍，一些非常有限的燃料從煤炭轉向天然氣和非礦物技術。

ETS+拍賣方案模型則是通過向非化石技術（主要是陸上風電和太陽能光伏）的燃料轉換，以及在較小程度上向天然氣的轉換，以及通過CCUS的部署，產生了大部分的減排量。引入配額拍賣導致通過煤電和氣電基準的免費分配減少，進而提高了被覆蓋的化石類發電資源的有效二氧化碳成本。因此，與非化石發電技術相比，它使它們的運行成本更高，從而鼓勵向可再生能源轉換。

至于過渡到具有嚴格排放上限的總量控制和交易系統（ETS+Cap模型），將進一步改變ETS對技術的影響。通過設定一個預先確定的排放上限，擺脫特定技術的基準，上限和交易允許所有發電源參與實現絕對減排，而不是專注于煤炭和天然氣發電的排放強度降低。它的設計激勵發電商通過最低成本的減排方案來減少二氧化碳排放，從而主要通過燃料轉換為具有成本競爭力的可再生能源來刺激減排。

在都加速了未減產煤炭的逐步減少的基礎上，強化ETS的設計延伸出了多種發電的組合方式，不同的強化ETS設計推動了不同的低碳解決方案。

在ETS+基準(BM)模型中，基于強度的ETS的基準被大大收緊，到2035年，使用CCUS的煤炭發電份額增加到總發電量的11%。

而在ETS（ETS+拍賣方案）中引入部分拍賣，會產生最多樣化的去碳化解決方案。因為它鼓勵更多的可再生能源和CCUS的部署，以及一些有效的天然氣發電和煤炭燃機效率的提高。到2035年，可再生能源發電的比例達到近60%，非水電可再生能源占43%。同時，配備了CCUS的煤電貢獻了3%。

過渡到具有嚴格排放上限的總量控制和交易制度（ETS+Cap模型），將導致可再生能源主導的發電組合。到2035年，這些可再生能源將占總發電量的63%，包括47%的非水電可再生能源，比RPS-ETS情景下高出約12%。這表明，上限和交易系統可以大大加快成熟的可再生能源的部署。

總的來說，嚴格的ETS基準不僅會推動煤電機組效率的提升，還會導致CCUS的大量部署。而配額的拍賣和上限的政策設計則鼓勵了向可再生燃料的轉換。

03 不同政策模型所帶來的減碳成本差異

帶有上限和拍賣交易的ETS可以在不增加成本的情況下將二氧化碳減排量提高一倍。

所有三個增強型 ETS 方案可以實現電力部門相同的排放軌跡，但成本不同。由于電力需求的增加，所有情景下的系統總成本都會隨著時間的推移而大幅增加：在RPS-ETS情景下，系統總成本從2020年的2.80萬億人民幣（4340億美元）增加到2035年的4.28萬億人民幣（6640億美元）。

在相同的電力需求增長假設下，ETS+上限（Cap）情景導致了所有增強型ETS情景中電力部門的總系統成本最低。在2035年，它的系統成本與RPS-ETS情景相同，但二氧化碳減排量增加了近20%。

其次是ETS+拍賣方案，成本略高（4.34萬億人民幣，6730億美元），ETS+基準（BM）方案比RPS-ETS方案成本高5%（4.49萬億人民幣，6980億美元）。此外，在ETS+拍賣方案中產生的拍賣收入在2035年可以達到2600億元人民幣（400億美元），可以用來解決電力消費者的負擔能力或競爭力問題，以及投資于技術創新和能源效率，以減少未來的脫碳成本。

相比之下，ETS+基準（BM）方案的結果是更昂貴的發電組合，因為它將主要鼓勵從未消減的煤炭轉向使用CCUS的煤電，這是一個不太成熟和更昂貴的減排選擇。在基于強度的ETS中引入拍賣（ETS+拍賣方案），提高了發電商面臨的有效二氧化碳成本，并鼓勵一些燃料轉向可再生能源和煤電強度的提高，包括通過CCUS。

因此，在ETS+上限方案中，到2035年，在100元人民幣/噸二氧化碳（16美元/噸二氧化碳）的相對較低的配額價格水平下，已經可以鼓勵燃料轉換為成熟的可再生能源。相比之下，在ETS+基準和ETS+拍賣方案模型下將導致更高的配額價格，到2035年約為每噸二氧化碳人民幣300元（每噸二氧化碳47美元），才能實現相同的排放軌跡。

總體上，根據IEA的報告我們可以得出，為了用最小的成本實現電力部門碳中和的目標，需要可再生能源配額制的協同作用與碳市場的拍賣的引入，以此增加可再生能源和CCUS的部署，進而調動對低碳技術研發的積極性。

（參考資料詳見閱讀原文）

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